限流器國產(chǎn)化設(shè)計(jì)

王鵬

摘 ?要 ?本文簡要介紹了某型號(hào)產(chǎn)品的主要電氣部件（限流器）的國產(chǎn)化研制。

關(guān)鍵詞 ?限流器;國產(chǎn)化

中圖分類號(hào)：TM471 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1671-7597（2014）22-0029-01

某型號(hào)產(chǎn)品是用戶某系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，目前用戶使用的此產(chǎn)品是由國外引進(jìn)，國內(nèi)尚屬空白，因使用年久，又缺乏備件，致使部分設(shè)備不能正常工作。針對(duì)這種形勢，我廠主動(dòng)承擔(dān)了該產(chǎn)品的維修及零部件的國產(chǎn)化攻關(guān)工作，滿足用戶的需求。

1 ?產(chǎn)品用途

某型號(hào)產(chǎn)品具有完善的監(jiān)控、顯示、保護(hù)等功能，使用方便、操作簡單，具有國內(nèi)先進(jìn)水平，該產(chǎn)品具有起動(dòng)時(shí)間短、控制先進(jìn)、電源穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、功率大、防護(hù)措施合理等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國防及石油勘探等領(lǐng)域。

該產(chǎn)品電控系統(tǒng)中的限流器是它的主要部件，適用于在啟動(dòng)狀態(tài)下限制啟動(dòng)電機(jī)的啟動(dòng)電流。

2 ?組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

限流器采用盒式殼體，安裝在機(jī)組艙體中前部支架上方。

限流器由殼體、直流接觸器、直流時(shí)間繼電器、限流電阻、接線柱、圓形電連接器等組成，通過圓形電連接器和接線柱與外部電路相連接。

3 ?國產(chǎn)化方案

1）國產(chǎn)化原則。根據(jù)我們對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有的電氣元器件功能、質(zhì)量情況的了解，所選用的電子元器件都是通過國家質(zhì)保體系認(rèn)證和國際IECQISO9000質(zhì)量認(rèn)證，其國內(nèi)現(xiàn)有的電氣元器件完全可以達(dá)到樣機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此國產(chǎn)化的原則，確定為用國產(chǎn)元器件設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)電氣功能與樣機(jī)相同，外形尺寸與樣機(jī)相同，安裝方式及信號(hào)定義相同，電平輸入、輸出的技術(shù)指標(biāo)、傳輸方式不變，元器件的技術(shù)參數(shù)符合技術(shù)要求，接插件的輸出輸入端同原樣機(jī)一致，使其與某型號(hào)產(chǎn)品電控系統(tǒng)相配套，又是國產(chǎn)化機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的一個(gè)組成單元。

2）工作原理分析。限流器的工作原理是：機(jī)組啟動(dòng)指令下達(dá)2s后，限流器接到“短接限流器”指令，接到指令后，限流器內(nèi)部延時(shí)電路延時(shí)3.5s后，將限流電阻短接。

4 ?仿制過程

1）確立設(shè)計(jì)思想。在已有技術(shù)資料情況下，我們通過對(duì)原樣機(jī)進(jìn)行測繪和分析，弄清楚了其電氣原理。根據(jù)我們對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有的電氣元器件功能、質(zhì)量情況的了解，我們確定為用國產(chǎn)元器件設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)電氣功能與樣機(jī)相同。原樣機(jī)中，其內(nèi)部的延時(shí)驅(qū)動(dòng)電路由電阻、電容、二極管、三極管、穩(wěn)壓管等組成，元器件使用較多，線路連接也較為復(fù)雜。我們用一個(gè)時(shí)間繼電器替代這部分電路，因?yàn)闀r(shí)間繼電器既有延時(shí)功能，又有一定的驅(qū)動(dòng)能力，完全符合各項(xiàng)技術(shù)要求，同時(shí)這樣還可以簡化電路的復(fù)雜程度，使電路的故障點(diǎn)減少，檢查和維護(hù)也變得方便。

2）元器件選擇原則。確定了設(shè)計(jì)思想后，查閱產(chǎn)品樣本，查找符合設(shè)計(jì)要求的電氣元器件，以此來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)思想的可行性。經(jīng)過查閱，找到了所有符合設(shè)計(jì)要求的電氣元器件，其結(jié)構(gòu)方式、性能參數(shù)都等同于或優(yōu)于原樣機(jī)同類元器件，并執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)，由此確立了國產(chǎn)化方案。

3）電路圖紙的繪制。根據(jù)國產(chǎn)化方案合理準(zhǔn)確繪出原理圖，圖中的電器符號(hào)采用國標(biāo)，原理圖力求清晰、準(zhǔn)確，各個(gè)元器件有序布置，并根據(jù)電氣原理圖繪制電氣接線圖。

4）機(jī)械結(jié)構(gòu)測繪與設(shè)計(jì)。測繪原樣機(jī)機(jī)械尺寸，外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、安裝定位孔等尺寸，根據(jù)國產(chǎn)化方案所選元器件重新設(shè)計(jì)內(nèi)部機(jī)械布局，由于限流器內(nèi)部空間不大，各個(gè)器件位置相對(duì)緊湊，合理布局顯得尤為重要，為此我們用Pro-E軟件模擬限流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將各個(gè)電氣元器件和機(jī)加件在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)模擬安裝，最后用CAD軟件完成機(jī)械圖紙的繪制。機(jī)械圖紙的繪制均采用國標(biāo)。

5）組裝樣機(jī)。按繪制的機(jī)加圖紙外委生產(chǎn)廠家加工制作各機(jī)械部件，制作好的機(jī)加產(chǎn)品須經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)后方能進(jìn)行裝配。電氣元器件需先經(jīng)過性能檢驗(yàn)，然后才能使用。限流器產(chǎn)品的組裝，按照國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

6）仿制后功能的實(shí)現(xiàn)。

①性能試驗(yàn)。

經(jīng)測試，國產(chǎn)化的限流器各電氣指標(biāo)均正常。

②對(duì)接試驗(yàn)。

將性能試驗(yàn)正常的限流器安裝在功能正常的機(jī)組中，在機(jī)組原位置安裝，限流器機(jī)械尺寸合適，各固定孔位準(zhǔn)確，電纜與電連接器插頭對(duì)接順暢、接觸良好，機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均正常。

5 ?解決技術(shù)難點(diǎn)

1）限流電阻的設(shè)計(jì)。限流電阻的設(shè)計(jì)是限流器國產(chǎn)化的重要內(nèi)容，在啟動(dòng)狀態(tài)下，限制啟動(dòng)電機(jī)СТГ-3-2啟動(dòng)電流值是通過限流電阻實(shí)現(xiàn)的。

限流電阻的設(shè)計(jì)要考慮到以下幾方面：

在啟動(dòng)狀態(tài)下，通過限流電阻的電流平均值為（500±50）安培。

限流電阻的阻值為0.014×（1±10%）Ω。

限流電阻安裝在限流器內(nèi)部時(shí)，采用絕緣支撐，以防止限流電阻與殼體及其他部件接觸。

考慮到限流電阻在工作狀態(tài)下的溫升，機(jī)械結(jié)構(gòu)上應(yīng)做散熱設(shè)計(jì)。

2）時(shí)間繼電器的選取。國產(chǎn)化的限流器中，我們用一個(gè)時(shí)間繼電器替代俄制樣件中延時(shí)驅(qū)動(dòng)電路，時(shí)間繼電器的選取需滿足以下技術(shù)要求：

延時(shí)時(shí)間在（3.5±1）秒范圍內(nèi)，所選的時(shí)間繼電器延時(shí)時(shí)間為3.5秒，定時(shí)準(zhǔn)確度≤±10%，符合要求;

在啟動(dòng)狀態(tài)下，時(shí)間繼電器的實(shí)際工作電壓為18～24V，所選的時(shí)間繼電器的工作電壓為21V±15%，符合要求;

時(shí)間繼電器觸點(diǎn)負(fù)載特性：0.1～2A;1～30Vd.c.;驅(qū)動(dòng)能力符合要求，觸點(diǎn)的工作電壓符合要求。

3）用Pro-E軟件協(xié)助完成機(jī)械設(shè)計(jì)。限流器由于體積小，所以內(nèi)部電氣元件和機(jī)加件安裝的較為緊湊，同時(shí)得考慮限流電阻的散熱問題和機(jī)電分離問題，所以限流器內(nèi)部如何合理布局顯得尤為重要，為此借助Pro-E軟件對(duì)限流器內(nèi)部進(jìn)行合理布局，在計(jì)算機(jī)中用虛擬元件和模塊進(jìn)行虛擬裝配，得到最佳效果后，用CAD軟件繪制機(jī)械圖紙，外委加工機(jī)加件，并完成最終的裝配。

6 ?結(jié)束語

限流器國產(chǎn)化的成功為我們積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，在今后的工作中，我們要繼續(xù)務(wù)實(shí)求干、謙虛謹(jǐn)慎、為企業(yè)和國家做更大的貢獻(xiàn)。endprint